חיישן קרבה אינפרא אדום באמצעות LM358: 5 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

זהו מדריך לגבי יצירת חיישן קרבה IR

שלב 1: צפה בסרטון

לפני שנמשיך, אני ממליץ לך לצפות בסרטון המלא תחילה. שם תמצא את התהליך המלא אודות יצירת המעגל הפשוט הזה על קרש לחם. בקר בערוץ שלי 'ElectroMaker' לפרטים נוספים.

שלב 2: עיין בתרשים

שלב 3: הזמינו את החלקים הדרושים

IC1- כל OP-Amp IC יעבוד כמו LM324, LM358, CA3130 וכו '(אנו משתמשים בו כמשווה)

R1- 100K Ω פוטנציומטר/ נגד משתנה

R2- 100 Ω - 1K Ω

R3- 10K Ω

L1- LED אינפרא אדום (IR LED) (משדר IR)

מקלט L2- אינפרא אדום (דיודת IR) (חיישן IR)

L3- LED רגיל (כל צבע, צבע לא ממש משנה)

B1- 6 עד 12 וולט DC

קנה רכיבים אלקטרוניים במחיר זול יותר ומשלוח חינם: utsource.com

שלב 4: כיצד פועל המעגל הזה?

ובכן, המטרה שלנו במעגל זה היא להדליק נורת LED או זמזם בכל פעם שמכשול כלשהו מתקרב לחיישן, אז ראשית יש לנו פוטודיודה אינפרא אדום שהמסוף השלילי שלה מחובר למסילה חיובית וזה מסוף חיובי לרכבת השלילית. באמצעות נגד 10K Ω. בכל פעם שנופל אור אינפרא אדום על הפוטודיודה, נוצרת כמות קטנה של זרם שהוא בעוצמתו פחותה אי שם בטווח מיקרו אמפר. אז אנחנו צריכים קצת אור אינפרא אדום, נכון? אז השתמשנו באינפרא אדום עם נגד מגביל זרם כדי לספק לנו קצת אור אינפרא אדום, אז מה שקורה כאשר כל מכשול או חפץ כלשהו מתקרב אל האור האינפרא אדום, האור האינפרא אדום פוגע באובייקט או במכשול שנמצא מול הנורית האינפרא אדומה. ומשקף חזרה לפוטודיודה אינפרא אדומה אשר ממירה אותה לאחר מכן לכמות מסוימת של זרם (בטווח מיקרו אמפר) וכפי שיש לנו נגד 10K Ω ממסוף חיובי של הפוטודיודה ל- GND, הזרם הקטן הופך למתח והוא מחושב על פי חוק האוהם (V = IR) כאשר R הוא קבוע 10K Ω ואני אשר הזרם משתנה עם כמות האור הזרימה שנופלת עליו. נניח שכאשר המרחק בשחור LED LED והמכשול הוא 2 ס מ, הזרם המיוצר על ידי הפוטודיודה הוא 200 מיקרו אמפר (לא הערך המדויק, הוא אולי שונה) כך שהמתח יהיה 0.0002 אמפר (200 מיקרו אמפר)) * 10000Ω (10KΩ) = 2 וולט. ככל שהאור האינפרא אדום יותר יירד גבוה יותר הזרם המיוצר על ידי הפוטודיודה וזה אומר יותר מתח במסוף החיובי של הפוטודיודה ולהיפך. אז יש לנו נגד פוטנציומטר/ משתנה שמשמש כמפריד מתח. הנוסחה לחישוב Vout = (Rbottom/ Rbottom + Rtop * Vin) כך שכאשר הפוטנציומטר הוא יותר לכיוון ה- GND (מסילה שלילית) מה שאומר גם ההתנגדות כלפי Vcc (רכבת חיובית) היא יותר מזו של כלפי GND, אז המתח בסיכה האמצעית של הפוטנציומטר (Vout) יהיה גבוה ולהיפך. המשמעות היא שאנו יכולים לשנות את מתח המוצא שלנו מ -0 ל -9 וולט (המקסימום הוא מתח הכניסה שלנו עצמו). עכשיו יש לנו שני מתח, אחד מפוטודיודה ועוד אחד מנגד משתנה (פוטנציומטר) אז איך נוכל להשתמש בשני המתחים האלה כדי להפעיל נורית LED? הדרך הטובה ביותר היא להשוות את שני המתחים השונים. ואנו נעשה זאת על ידי שימוש ברכיב הנקרא 'Comparator' שהוא רק מגבר אופטי ללא כל משוב לצרף את הפלט שלו בשני וכניסות שאינן מהפכות (אחת המסומנת בסימן +), הוא פועל כמשווה. במילים פשוטות, אם המתח בכניסה הבלתי הפיכה (אחד המסומן ב- +) גבוה יותר מהמתח בכניסה ההפוכה (אחד המסומן עם-), הפלט יעלה גבוה (מתח חיובי פלט) ולהיפך. אז אנו מחברים את הסיכה האמצעית של הפוטנציומטר (מתח יציאה מתכוונן) קלט הפוך (פין 2 של ה- LM358 בו אנו משתמשים) ואת הטרמינל החיובי של הפוטודיודה (המתח תלוי באור אינפרא אדום) לקלט שאינו הפוך (פין 3) כך שבכל פעם שהמתח בפין 3 עולה יותר מהפין 2, סיכה 1 (פלט המשווה) עולה גבוה (מתח המוצא יהיה מתח הכניסה שלך עצמו + אובדן מתח קטן שהוא זעיר ובקושי מורגש, וכאשר פין 2 הוא גבוה יותר מ- Pin3, הפלט יורד (0V) עכשיו אתה יודע למה אנחנו קוראים לזה פוטנציומטר כבקרת רגישות. אם יש לך ספק במשהו, אל תהסס לשאול אותנו בקטע ההערות של הסרטונים שלנו.

שלב 5: מדריך לפתרון בעיות

אם המעגל שלך אינו פועל, בצע את השלבים שלהלן. אם זה לא עוזר, אל תהסס לשאול אותנו בקטע ההערות של הסרטונים שלנו.

1. בדוק את ה- IC (OP-AMP) (השוואה)

2. ודא שחיברת את סיכות המשווה בדרך הנכונה

3. וודא כי חיבורים אחרים תקינים

4. וודא שהפוטודיודה שלך תקינה, נסה להשתמש באחת נוספת

5. וודא כי נורית ה- IR שלך תקינה על ידי חיבורו לכל סוללה יחד עם נגד מסדרת 1K OHM וראייתו באמצעות מצלמה דיגיטלית (הוא נראה בצבע ורדרד ואינו נראה בעין בלתי מזוינת)

6. וודא כי הפוטנציומטר שלך מחובר בצורה הנכונה

7. אם הנורית או הבאזר שלך מהבהבים או נשמעים ברציפות, הפנה את הפוטנציומטר שלך יותר לכיוון אספקת חשמל חיובית

8. ודא שספק הכוח שלך מחובר בצורה הנכונה, המעגל שלך עלול להיפגע על ידי חשיפתו למתח גבוה או לקוטביות הפוכה.